基于FPGA的图像拼接算法实现,包括tb测试文件和MATLAB辅助验证

简介: 基于FPGA的图像拼接算法实现,包括tb测试文件和MATLAB辅助验证

1.算法运行效果图预览
bda0ff66c4af6df2092bbe858a470080_82780907_202401031319590366448639_Expires=1704259799&Signature=jS%2FNKKR92Y7z98z2ofYv%2BJKuExQ%3D&domain=8.jpeg

将FPGA的拼接结果导入到matlab,显示结果如下:

121e006e8bd8de5c6fffa5027dde757e_82780907_202401031320080585823975_Expires=1704259808&Signature=9XsKC%2Fq%2Brm5%2BtXWLRKBvQRFHJ7k%3D&domain=8.jpeg

2.算法运行软件版本
vivado2019.2

matlab2022a

3.算法理论概述
3.1 理论概述
基于FPGA的图像拼接算法实现是一种利用FPGA硬件平台对图像进行拼接处理的方法。基于FPGA的图像拼接算法实现主要是通过将多张图像进行对齐、融合等处理,最终得到一张拼接后的全景图像。该算法利用了FPGA并行计算的优势,提高了图像拼接的速度和效率。

具体来说,该算法的实现过程主要包括以下步骤:

图像预处理:对输入的多张图像进行预处理,包括图像去噪、图像增强等操作,以便于后续的图像拼接处理。
图像对齐:根据特征点的匹配结果,对图像进行对齐处理,使得不同图像之间能够正确拼接。
图像拼接:对对齐后的图像进行拼接处理。
3.2 本课题功能简述
在本课题中,输入到FPGA的为两个256*256的灰度图,将这两个图并行输入到FPGA中,在FPGA中,通过处理将两个图片拼接成一个图片输出。
53a45f307fd25ff8bd812405ad345d42_82780907_202401031322200584541893_Expires=1704259940&Signature=Ej2I0L7gjUNi4HhjIuRdIpqjhgI%3D&domain=8.png

拼接之后,得到:

13cff6656eada1d5132e92f068afa06b_82780907_202401031324100177520325_Expires=1704260050&Signature=Ij4%2FdkkYZJMIZLQJONpy%2Bvm1hv0%3D&domain=8.png

4.部分核心程序
````timescale 1ns / 1ps
//
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2022/07/28 01:51:45
// Design Name:
// Module Name: test_image
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//

module test_image;
reg i_clk;
reg i_clk2x;
reg i_rst;
reg i_EN;
reg [7:0] Buffer1 [0:100000];
reg [7:0] Buffer2 [0:100000];
reg [7:0] II1;
reg [7:0] II2;
wire [7:0] o_dat;
integer fids1,fids2,idx=0,dat1,dat2;

//D:\FPGA_Proj\FPGAtest\codepz
initial
begin
fids1 = $fopen("D:\FPGA_Proj\FPGAtest\codepz\1.bmp","rb");//调用2个图片
dat1 = $fread(Buffer1,fids1);
$fclose(fids1);
end
initial
begin
fids2 = $fopen("D:\FPGA_Proj\FPGAtest\codepz\2.bmp","rb");//调用2个图片
dat2 = $fread(Buffer2,fids2);
$fclose(fids2);
end

initial
begin
i_clk=1;
i_clk2x=1;
i_rst=1;
i_EN=1'b0;

1000;

i_rst=0;
end
always #5 i_clk=~i_clk;
always #10 i_clk2x=~i_clk2x;
always@(posedge i_clk2x or posedge i_rst)
begin
if(i_rst)
begin
II1<=8'd0;
II2<=8'd0;
idx<=0;
i_EN<=1'b0;

end
else begin
    II1<=Buffer1[idx];
    II2<=Buffer2[idx];


    idx<=idx+1;
    if(idx>=1077+1 & idx<=1077+65536)
    i_EN<=1'b1;
    else
    i_EN<=1'b0;
end

end

//调用合并模块
tops tops_u(
.i_clk (i_clk),
.i_clk2x (i_clk2x),
.i_rst (i_rst),
.i_en (i_EN),
.i_I1 (II1),
.i_I2 (II2),
.o_dat (o_dat)
);
//将合并后的模块保存到txt文件中
integer fout1;
initial begin
fout1 = $fopen("SAVEDATA.txt","w");
end

always @ (posedge i_clk)
begin
if(idx<=66619)
$fwrite(fout1,"%d\n",o_dat);
else
$fwrite(fout1,"%d\n",0);
end

endmodule

```

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